2017年高考生物深化复习+命题热点提分：专题19生物技术在其他方面的应用

专题19
生物技术在其他方面的应用
1．某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：
材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份10
g。剪碎后分成两组，一组置于20
℃、另一组置于－20
℃条件下保存24
h。
DNA粗提取：
第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15
mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。
第二步：先向6只小烧杯中分别注入10
mL滤液，再加入20
mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地沿一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。
第三步：取6支试管，分别加入等量的2
mol/L
NaCl溶液溶解上述絮状物。
DNA检测：在上述试管中各加入4
mL某检测试剂。混合均匀后，置于沸水中加热5
min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：
　　　　　材料保存温度　　　　
花菜
辣椒
蒜黄
20
℃
＋＋
＋
＋＋＋
－20
℃
＋＋＋
＋＋
＋＋＋＋
注：“＋”越多表示颜色越深。
分析上述实验过程，回答下列问题：
(1)该探究性实验课题的名称是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)第二步中加入20
mL体积分数为95%的冷酒精溶液的目的是________。“缓缓地搅拌”的目的是________________。
(3)在DNA检测这一步骤中，若试管中含一定量的DNA，加入4
mL________试剂，混合均匀后置于沸水中加热5
min，待试管冷却后溶液显________色。
(4)根据实验结果，得出结论并分析。
①结论1：与20
℃相比，相同实验材料在－20
℃条件下保存，DNA的提取量较多。
结论2：__________________________________________________________。
②针对结论1，请做出合理的解释：___________________________________
____________________________________________________________________。
【解析】该实验中的自变量是不同材料和不同保存温度，因变量是颜色深浅，反映DNA的量，故实验目的是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。加入冷酒精可以使DNA析出，玻璃棒缓缓搅拌可防止DNA断裂。DNA遇二苯胺在加热条件下溶液呈现蓝色，蓝色越深，说明DNA的提取量越大。
【答案】(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响　(2)使DNA析出　防止DNA断裂(3)二苯胺　蓝　(4)等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下从蒜黄中提取的DNA量最多　低温抑制了酶的活性，DNA降解速度慢
2.请回答下列有关“胡萝卜素提取”的问题。
(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是________法。以下为提取胡萝卜素的实验流程：胡萝卜→粉碎→干燥→A→过滤→B→胡萝卜素，其中，A过程叫________，B过程叫________。
(2)萃取过程用到的有机溶剂应该具有很高的________，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。萃取的效率主要取决于__________________。
(3)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应严格将________和________控制在一定范围内，这是因为_______________________________________________________________。
(4)下图甲为提取胡萝卜素的装置示意图，请指出图中一处错误并改正：__________________________________________________________________。
　
(5)上图乙是胡萝卜素粗品鉴定装置示意图。该鉴定方法的名称是________法。图乙中⑤为________，实验过程中点样时应注意_________________________。
(6)在图乙的胡萝卜素的结果示意图中，A、B、C、D四点中，属于提取样品的样点是________。
【答案】(1)萃取　萃取　浓缩
(2)沸点　萃取剂的性质和使用量
(3)温度　时间　温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解
(4)避免明火加热，而采用水浴加热
(5)纸层析　样品原点　快速细致并注意保持滤纸干燥
(6)B和C
3.聚合酶链式反应简称PCR，是一种体外扩增DNA片段的技术，可用于遗传病的诊断、DNA序列的测定等。回答以下PCR相关问题：(1)在PCR技术中，引物的作用是________________，DNA复制时解旋靠________实现。
(2)PCR技术利用了________原理，可通过控制温度来控制双链的解旋与结合。
(3)PCR技术用到的酶是________________，细胞内DNA复制时，除具有相同作用的酶外，还需要______________酶。
(4)下面表格是DNA体内复制与PCR技术的部分条件。通过比较分析，请推导出PCR技术合成DNA子链时的能量来源于_____________________________。
项目
原料
ATP
DNA体内复制
四种脱氧核苷酸
需要
PCR技术
脱氧胞苷三磷酸、脱氧腺苷三磷酸、脱氧胸苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸
不需要
(5)假如PCR技术所用的引物含有放射性、模板DNA不具有放射性，且引物不被切除，则经过n次循环，含有放射性的DNA分子占DNA总数的比例为________。
【答案】(1)使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸　加热　(2)DNA的热变性　(3)Taq
DNA聚合酶　解旋酶和DNA连接　(4)所用原料水解产生相应脱氧核苷酸时所释放的能量　(5)1
4.根据所学知识，请回答下列有关问题。
(1)在香料工业提取的“液体黄金”玫瑰精油中，要求不含有任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是________。
(2)玫瑰精油的提取需大量原料，通常采用____________技术实现玫瑰的快速繁殖，该技术需要经过__________和________的过程，运用的原理是____________________________________________________________________________。
(3)用萃取法提取胡萝卜素，原因是_____________________________________
___________________________________________________________________。
萃取的效率主要取决于萃取剂的________，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响；在对新鲜胡萝卜进行干燥时，要注意控制________，否则会引起胡萝卜素的分解；提取的胡萝卜素粗品可通过纸层析法进行鉴定，该层析的目的是_____________________________________________________________
___________________________________________________________________，
而“叶绿体中色素的提取和分离”的实验中层析的目的是
___________________________________________________________________。
【答案】(1)水蒸汽蒸馏法
(2)植物组织培养　脱分化　
再分化　植物细胞的全能性
(3)胡萝卜素易溶于有机溶剂　性质和用量　温度和时间　胡萝卜素萃取样品的鉴定　分离叶绿体中的色素
5.植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列相关问题：　
(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分形成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将________分解成________。
(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)染料时，CR可与纤维素形成________色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的________。
(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落并加以鉴定，某同学设计了甲、乙两种培养基：
酵母膏
无机盐
淀粉
纤维素粉
琼脂
CR溶液
水
培养基甲
＋
＋
＋
＋
－
＋
＋
培养基乙
＋
＋
＋
－
＋
＋
＋
(注：“＋”表示“有”，“－”表示“无”)
据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离纤维素分解菌，原因是___________________________________________________________；
培养基乙________(填“能”或“不能”)用于鉴定纤维素分解菌，原因是__________________________________________________________________。
【答案】(1)纤维二糖　葡萄糖
(2)红　透明圈
(3)不能　液体培养基不能分离单菌落　不能　培养基中没有纤维素(不能形成CR－纤维素红色复合物)
6.根据下面有关生物技术的实验装置图回答问题：
(1)制作果酒时可选用图甲的装置。为适当提高果酒生产速率，进气口应________，这是因为____________________________________________；排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，这样做的原因是_____________________________________________________________。利用图甲装置制作果醋时，进气口应________。
(2)图乙中加入蒸馏水的目的是__________________________________________________，最终，NaCl的浓度大约是_______，此时玻璃棒的使用要点是_______________，以保证DNA分子结构的完整性。
(3)________(填“玫瑰精油”、“橘皮精油”或“胡萝卜素”)的提取可使用图丙所示装置，这种方法叫________法；仪器①是________，锥形瓶中收集的液体________(填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油。
(4)提取的胡萝卜素粗品通过纸层析进行鉴定，图丁为鉴定结果示意图，请据图回答：A、B、C、D四点中，属于标准样品的样点是________。甲、乙两组中，________组是胡萝卜素。
【答案】(除标明外，每空1分)(1)先打开后关闭　酵母菌是兼性厌氧型微生物，先打开进气口，保证酵母菌进行有氧呼吸，增加菌体的数量；后关闭进气口，保证酵母菌进行无氧发酵，产生更多的酒精　既可以放气，又可防止污染打开
(2)降低NaCl溶液的浓度，析出DNA　0.14
mol/L　轻缓，并沿同一个方向
(3)玫瑰精油　蒸馏　温度计　不是
(4)A、D　甲
7．某年我国某地由于柑橘大实蝇的危害，橘农遭受到了很大的损失，当地政府想尽一切办法帮助橘农尽量减少损失。
(1)有人想提取橘皮精油获取利润，一般提取橘皮精油的方法是________法。
(2)橘皮精油的提取若采取水蒸气蒸馏法，会出现原料________和有效成分________等问题。
(3)某橘农发现自家有一株橘树具有抗虫性状，通常选取________作材料进行植物组织培养大量繁殖无病毒植株。若用花药进行离体培养，则选择花粉发育至________期的花药培养成功率最高。确定花粉发育时期最常用的方法有________法，某些植物的花粉不易着色，需采用________法。
(4)影响植物组织培养的因素很多，其中最关键的激素有________。在进行植物组织培养时需保证细胞处于离体状态，原因是_____________________________________________________________。
【答案】　(1)压榨(2)焦糊　水解
(3)茎尖或芽尖　单核　醋酸洋红　焙花青 铬矾
(4)生长素和细胞分裂素　在柑橘个体发育过程中，不同细胞中遗传信息执行情况不同，细胞分化形成不同的组织和器官
8．下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径，请据图回答有关问题：
(1)选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素，一般来说选用单核期的花粉可提高成功率，原因是________________________。如图花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中_______________________________________________________。
(2)基因型为AaBb(两对基因自由组合)的二倍体月季，用它的花药进行离体培养，在获得由花粉发育成的单倍体植株的同时，也得到一些二倍体植株。可能的原因是____________________________。对花药离体培养过程中得到的胚，用0.2%～0.4%的秋水仙素处理，得到了许多染色体数目增加一倍的植株。其中，两对性状均为显性的基因型是________。
(3)如图是探究诱导月季根愈伤组织分化因素的实验示意图：
　
　　　
①根愈伤组织分化是由实验A中________产生的“某物质”直接诱导。
②实验C和实验D对照说明根愈伤组织分化与________有关。
③实验B、D分别排除了______________对实验的干扰。
【解析】　(1)单核期花粉对离体刺激敏感，选用该期花粉可提高培养的成功率；植物组织培养脱分化和再分化取决于植物激素的种类及比例，尤其是生长素和细胞分裂素。
【答案】　(1)这个时期对离体刺激敏感　激素的种类及其浓度配比　(2)剥离花药时损伤了花药壁，由花药壁细胞发育而来(或受伤部位产生愈伤组织)　AABB和AAaaBBbb　(3)①幼芽　②生长素　③玻璃纸、琼脂
9．江西人喜欢吃辣椒，以“不怕辣”著称。辣椒中产生辣味的物质是辣椒素，不溶于水，易溶于有机溶剂，具有很强的镇痛和消炎作用，能够起到降血压和降胆固醇的功效，应用前景广阔。请回答有关问题：
(1)根据辣椒素的性质，我们可以用萃取的方法提取。萃取的效率主要取决于________，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量等条件的影响。萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是________________。萃取过程中应采用________加热，原因是________________________________________
___________________________________________________________。
(2)如果要用植物组织培养的方法对具有优良性状的辣椒进行大规模种植，在对辣椒外植体进行接种前，需要进行________、________两项工作。
(3)辣椒的组织培养过程依据的原理是________，整个培养过程要在________条件下进行。
(3)植物组织培养依据的是植物细胞全能性，整个培养过程要在无菌条件下进行。
【答案】　(1)萃取剂的性质和使用量　防止有机溶剂挥发　水浴　有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸　(2)制备MS固体培养基(配置培养基)　外植体消毒　(3)植物细胞全能性　无菌
10．许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油，现用薄荷叶提取薄荷油。回答下列问题：
(1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用鲜薄荷叶作原料，其原因是__________________________________________________________________。
(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是酒精，原理是
____________________________________________________________。
(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是______________________________________________________________。
常用于分离油层和水层的器皿是________。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是__________________________，除去固体硫酸钠的常用方法是____________________________________。
(4)在果酒和果醋的制作中，接种醋酸菌后需要通气，这是因为醋酸菌为________，与醋酸菌相比较，酵母菌在细胞结构上最大的特点是____________________________________________________。
【解析】　(1)由于薄荷油是挥发性物质，鲜薄荷叶富含薄荷油，所以提取薄荷油时应选用鲜薄荷叶作原料。
(2)由于薄荷油易溶于酒精等有机溶剂中，所以采用酒精来萃取薄荷油。
(3)在油水混合物中加入氯化钠可以使溶液分层。常用分液漏斗来分离油层和水层。在分离的油层中加入无水硫酸钠可用于除去其中的水分，除去固体硫酸钠常用过滤法。
(4)醋酸菌为好氧型细菌，因此醋酸发酵时，应通入氧气。醋酸菌是原核生物，酵母菌是真核生物，真核生物与原核生物最大的区别是有以核膜为界限的细胞核。
【答案】　(1)薄荷油是挥发性物质，鲜薄荷叶富含薄荷油　(2)薄荷油易溶于酒精等有机溶剂中　(3)使溶液分层　分液漏斗　除去水分　过滤　(4)好氧型细菌　有以核膜为界限的细胞核
11．胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，流程如下：
(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时，可选用平板划线法接种。采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是_________________________________________________________________。(2)培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供_________________________________________________________________。
(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好温度和________，以防止胡萝卜素的分解；萃取液浓缩前需进行________，其目的是___________________________________________________________。
(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需用胡萝卜素标准样品作为____________________________________________________________。
(5)酵母菌R能分泌A酶和B酶两种酶，下图是某课题组对A酶和B酶的实验结果，请分析回答：
①分析图中的实验结果可知，本实验研究的课题是_________________________________________
________________________________________________________________。
②图中结果显示，在40
℃至60
℃范围内，热稳定性较好的酶是____________________。高温条件下，酶容易失活，其原因是_______________________________________________________________。
(4)用标准样品可对照检查提取出来的胡萝卜素的纯度，所以鉴定过程中需用胡萝卜素标准样品作为(实验)对照。
【答案】　(1)灭菌(或防止杂菌污染)　(2)碳源　氮源　(3)时间　过滤　滤去不溶物质　(4)(实验)对照　(5)①探究(研究)温度对A酶和B酶活性的影响　②A酶　高温使酶的空间结构破坏